Noccela 与超宽带技术使工业和体育运动提升至新水平

定位服务变得更加精准

T定位服务背后的技术持续改变着我们工作、娱乐和联系方式。在GPS的推动下，送货到家的电子商务零售业呈现爆炸式增长，让我们无需再为购物东奔西跑。Wi-Fi帮助提高了定位的准确性。蓝牙®技术用在汽车中以后，在车主靠近汽车几米的距离内，车门会自动打开。而超宽带(UWB)技术的厘米级精度使定位和通信精度都达到新的水平，令以前的这些技术都望尘莫及。UWB是Noccela等公司提供的微定位服务背后的仪器技术，将以我们无法想象的方式持续影响我们的生活。

Noccela是一家解决方案开发公司和微定位服务提供商，总部位于芬兰，是基于UWB构建的实时定位服务(RTLS)领域的全球领导者。自2015年以来，Noccela一直致力于：

• 实现工业运营现代化
• 进一步提高体育运动分析水平
• 改变零售业的运作方式
• 通过高度精准的接触者追踪，让人们在保持正常社会生活的同时，注意避免接触新冠病毒。

自2014年以来，Noccela在为高要求的多层环境部署UWB方面始终走在前沿，以实现RTLS IoT。该公司的软件和硬件都为自主设计。其定位服务集成了位置数据API和工作流引擎，用于进行流程管理。Noccela还为零售环境和接触者追踪提供端到端解决方案。有关更多信息，请访问Noccela.com。

Noccela最新一代的UWB技术采用其高性能测距(HPR)算法，提供高精度，支持海量标签、大覆盖范围、更长的电池续航和双向通信。该公司基于Qorvo DW1000 UWB器件构建其解决方案。

助力工业数字化

Noccela从2014年开始研究用于工业应用的微定位技术。在通过工业4.0、智能工厂和精益计划实现工业运营数字化时，亚米到厘米级微定位非常关键。流程优化和安全是大多数工厂首要考虑的两大因素。通过将人、事件、时间和位置信息与人员、工具、物资、货品和机器进行实时关联，让双方都保持信息畅通。总而言之，提高效率的最佳方式之一就是，先弄清楚瓶颈在哪里。想要找回摆错位置的工具、栈板或车辆，最有效的方式是先确定它们目前的确切位置。而要让工人和机器之间保持安全距离，最佳方式则是实时精准掌握彼此的位置。基于UWB的微定位服务可以实时提供这些信息，允许系统即时测量、分析和发出提醒。而Noccela在该领域具备深厚的专业知识。

为了构建工业级解决方案，Noccela的工程师们研究了Bluetooth® low energy (LE)和UWB，发现Bluetooth LE在高精度定位能力方面存在限制，主要是Bluetooth LE的接收信号强度指示器(RSSI)方法。它会受到多路径，以及来自物体和金属机器的干扰影响，无法在工业和其他环境中提供可靠、精准的物体测距和定位。但UWB可以。

Ultra-Wideband for Dummies

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采用UWB的传感器、标签和智能设备能够识别并确认人和物的位置，与其他硬件和软件平台结合使用，让公司和组织能够提供多重实时定位服务。具体应用包括监控员工安全、资产位置，以及流程/工作流优化，帮助改善效率、合规性，并节省成本。

UWB如何助力实现如此高的精度等级

在测距和定位方面，UWB不像窄带Wi-Fi和Bluetooth LE那样易受影响。在锚点和标签之间通信时，UWB通信组件使用极低的信号发送功率，辐射更大的范围带宽，提供比窄带信号更快的脉冲上升和下降时间。

精心布置的锚点会提供被标记物体的不同距离。在已知锚点的准确位置的情况下，可以精准确定该物体在二维和三维空间内的位置。

双向测距(TWR)和到达时间差(TDoA)测距方法可以消除墙面和机器反射对信号响度的影响。其他UWB测距方法包括到达相位差(PDoA)和反向TDoA (RTDoA)，为不同类型的部署提供优势。参见图1。

Figure 1: Secure two-way ranging between UWB tag and anchor.

Noccela的微定位

采用Noccela解决方案时，锚点就是在本地或云中运行的定位引擎的网关，会实时保存定位数据。锚点通过以太网线缆或Wi-Fi连接至网络。一旦锚点获得网络连接，它们会建立VPN通道，通向运行指定定位引擎的主机。这些锚点将数据发送给定位引擎，后者控制自身分配到的锚点和标签。必要时，数据可以通过固定连接或申请到的连接实施传输。

定位引擎也会自动校准锚点位置，简化和加快安装过程。强大的接入点接口(API)能实现与门户网站、服务和第三方解决方案的连接，例如Kafka等传输引擎、安全警示系统、流程优化引擎，甚至完整的数字孪生技术。参见图2。

图2：Noccela系统架构

物体跟踪助力夺冠

Noccela的HPR属于创新技术，使用TWR和TDoA方法来提升精度和覆盖范围。HPR的每个锚点可以覆盖500平方米范围，与其他解决方案相比，需要的锚点数更少，但能对以高达60 km/h速度移动的物体提供高达两厘米级精度的定位。这种覆盖范围和高速下的精度在进行体育运动分析时非常有利，Noccela解决方案帮助体育运动团队将竞技水平提升到新的高度。

足球场一般为105米长，68米宽。体育馆一般不设顶棚，再加上物体可能会与场馆上空的锚点发生碰撞，导致无法在场馆周围以外的位置部署锚点。Noccela的HPR解决方案使用16个锚点覆盖整个球场，这些锚点部署在球场周边，仍然能够提供高度精准的3D定位。

相比更为复杂的UWB安装，使用少量精度更高的锚点即可为Noccela的客户提供所需的精度，且成本更低。如此还可以更快完成部署：许多安装一般可以在一到两天内完成。.

Noccela的解决方案提供点对点跟踪解决方案，通过每队一个锚点的分配方式，上传近距离接触数据。跟踪软件利用时间戳，记录参与者（标签）每次彼此相距不到2米的情况。当报告团队之中出现病毒感染时，经理可以立刻确定所有潜在感染成员并将他们隔离，避免感染整个团队。

UWB测距方法

超宽带技术(UWB)利用飞行时间(ToF)的概念，这是一种通过将信号的飞行时间乘以光速来测量两个无线电收发器之间距离的方法。基于这个基本原理，可根据目标应用的需求以不同的方式实现UWB技术。点击下方词条了解更多信息。

高性能测距(HPR)

双向测距(TWR)

到达时间差(TDoA)和反向TDoA

到达相位差(PDoA)

下一代HPR 2.0即将发布

Noccela是Qorvo的解决方案合作伙伴。其初代解决方案是基于Qorvo的DW1000器件开发的，将要推出的HPR 2.0技术则采用Qorvo DW3000 UWB IC。Noccela的新一代解决方案将帮助公司保持竞争优势，在微定位服务领域保持行业领先。

审核编辑黄昊宇